CN201207578Y

CN201207578Y - 风光互补型移动电源

Info

Publication number: CN201207578Y
Application number: CNU2008201114207U
Authority: CN
Inventors: 耿华; 王飞; 郭希铮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2018-04-18

Abstract

本实用新型公开了一种风光互补型移动电源，包括以下部分：风力发电机、太阳能电池板、温控型充放电控制器、蓄电池、温控电路、DC/DC升压电路、直流输电线、逆变电路和负载。风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、温控电路都与温控型充放电控制器相连；温控电路由加热回路和散热回路组成；蓄电池置于专用的保温装置内，底部和顶部两点装有温度传感器，蓄电池同时与DC/DC升压电路相连；DC/DC升压电路与直流输电线相连；直流输电线分别与逆变电路1...n相连，对负载供电。

Description

风光互补型移动电源

技术领域：

本实用新型涉及一种风光互补型移动电源，属新能源发电技术和电子技术领域。

背景技术：

随着人类对能源需求的增加和传统化石性能源的枯竭，人们对可再生能源的关注愈加密切。其中，太阳能和风能因其无污染、取之不尽等原因成为目前开发最多的能源。为有效利用这两种能量，提高系统的效率和可靠性，风光互补系统得到了越来越多的应用，特别是用于传统电力很难供给或者对电源可靠性要求较高的地方，如边远山区、中小型监测系统等。

风光互补系统通常包括：风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、控制器和逆变器等。其中，蓄电池的设计寿命最短，且对于户外用系统，尤其是我国北方，当气温较低时，蓄电池的充放电效率非常低，严重影响系统的可靠性。为解决这一问题，一般将蓄电池做深埋处理，同时合理地控制其充放电来延长其寿命，但这种做法会耗费大量的人力物力。

对于多负载系统，当各个负载间距离较远时，采用蓄电池电压等级的直流传输方式会在输电线路上产生较大压降和损耗，并不可取；一般将其逆变为工频交流电压，通过局部电网传输电能。然而，该方式下，传输线路中电感可能会影响终端交流负载的供电；同时，当多个电源系统并联使用时，需要额外考虑各电源电压的相角一致性等问题。

发明内容：

本实用新型旨在提出一种风光互补型移动电源，以克服现有系统中存在的蓄电池处理较复杂、户外供电和电能传输可靠性差等缺点。通过对蓄电池局部温控和合适的充放电控制，延长蓄电池的寿命，同时避免繁琐的深埋处理；采用高压直流传输方式提高系统效率和可靠性，简化系统的复杂性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种风光互补型移动电源包括风力发电机、太阳能电池板、温控型充放电控制器、蓄电池、温控电路、DC/DC升压电路、直流输电线、逆变电路和负载。风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、温控电路都与温控型充放电控制器相连；蓄电池又与DC/DC升压电路相连，DC/DC升压电路与直流输电线相连，直流输电线接到逆变电路上，对负载供电。

本实用新型在工作时，蓄电池置于专用的保温装置内；蓄电池底部和顶部两点装有温度传感器；温控电路由加热回路和散热回路组成；温控型充放电控制器通过温控电路对蓄电池进行局部温控；直流输电线分别与逆变电路1...n相连；逆变电路将高压直流电逆变为市电交流电为多个分布式负载供电。

本实用新型的有益效果是：

1.通过对蓄电池进行局部温度控制，提高系统的供电可靠性及其寿命，降低了系统的安装和维护成本。根据蓄电池局部温度对蓄电池充放电进行合理控制，延长了蓄电池的使用寿命。

2.采用高压直流传输方式为分布式负载供电，降低了系统损耗，使系统更易模块化实现，提高了可靠性。

附图说明：

图1为风光互补型移动电源的系统结构图。

图2为温控式充放电控制器的主电路原理图。

图3为温控式充放电控制器的控制电路结构图。

图4为温控系统结构图。

具体实施方式：

一种风光互补型移动电源，如图1所示，包括风力发电机、太阳能电池板、温控型充放电控制器、蓄电池、温控电路、DC/DC升压电路、直流输电线、逆变电路和负载。风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、温控电路都与温控型充放电控制器相连；蓄电池又与DC/DC升压电路相连，DC/DC升压电路与直流输电线相连，直流输电线接到逆变电路上，对负载供电。

蓄电池置于专用的保温装置内，将蓄电池与周围环境隔热。蓄电池底部和顶部两点装有温度传感器，检测蓄电池的局部温度。

温控电路由加热回路和散热回路组成，加热回路在周围环境温度过低时启用，散热回路在周围环境温度过高时启用。温控型充放电控制器通过温控电路对蓄电池进行局部温控，当其底部温度低于最低限制温度时，控制调温装置对其局部加热；当其顶部温度高于最高限制温度时，控制调温装置对其局部散热。

直流输电线分别与逆变电路1...n相连；逆变电路将高压直流电逆变为市电交流电为多个分布式负载供电。

图2为温控式充放电控制器的主电路原理图，是本实用新型风光互补型移动电源的系统中温控式充放电控制器主电路的一个实施例。

风力发电机三相输出电压U，V，W与二极管D1，D2，D3，D6，D7，D8组成的整流桥相连；整流后的直流电压经电容C1滤波后，与电感L1，L2，电容C1，二极管D5，MOS管Q1组成Cuk直流电压变换器相连，控制Q1的通断来控制Cuk变换器的直流输出电压；太阳能电池板的正负端PV+，PV-经过防反冲二极管D10后，与Cuk直流电压变换器的输出并联，C2，C4为直流滤波电容；并联后的直流输出经过Mos管Q2，二极管D9，保险管FUSE1与蓄电池正负端BAT+，BAT-相连，其中，Q2用来控制蓄电池的放电，二极管D4为防蓄电池反接二极管。

电阻R1，R2，R3，R6，R9，R10，三极管Q3，Q4构成了Q1的驱动电路，Q1的通断由控制信号DCconIN控制，控制信号DCconIN来自微处理器；电阻R1为Q1的浪涌吸收电阻；D11为防Q1导通饱和的稳压二级管，可以加快Q1的关断；同样，电阻R4，R5，R7，R11，R13，R14，三极管Q5，Q6构成了Q2的驱动电路，Q2的通断由控制信号ChargeIN控制，控制信号ChargeIN来自微处理器；电阻R4为Q2的浪涌吸收电阻；D12为防Q2导通饱和的稳压二级管，可以加快Q2的关断。

风力较大时，微处理器通过控制信号DCconIN和ChargeIN控制Q1，Q2的通断来控制蓄电池的充电，此时风力发电占主导地位；太阳能较充足时，微处理器通过控制信号ChargeIN控制Q2的通断来控制蓄电池的充电，此时太阳能发电占主导地位。

图3为温控式充放电控制器的控制电路结构图，是本实用新型风光互补型移动电源的系统中温控式充放电控制器控制电路的一个实施例。

A/D采样电路与微处理器相连，对5组信号进行采样，包括：蓄电池底部和顶部的温度；太阳能电池板端电压、输出电流；风力发电机三相整流后直流电压；Cuk直流变换器输出直流电压、电流；蓄电池端电压、放电电流；微处理器根据采样信息发出控制指令，包括：Q1，Q2开通关断指令；温控电路加热、散热指令。电源模块为控制器的微处理器和其他数字芯片供电；

图4为温控系统结构图，是本实用新型风光互补型移动电源的系统中温控电路的一个实施例。

蓄电池置于保温层内，用于局部保温；蓄电池顶部和底部各贴一个温度传感器，分别检测蓄电池顶部和底部的温度；蓄电池四周缠上加热带，当顶部温度低于设定值时，控制加热带对蓄电池局部加热；蓄电池正上方悬挂散热风扇，当底部温度低于设定值时，控制散热风扇对蓄电池散热。

Claims

1、风光互补型移动电源，包括：风力发电机、太阳能电池板、温控型充放电控制器、蓄电池、温控电路、DC/DC升压电路、直流输电线、逆变电路和负载，其特征在于，所述的风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、温控电路都与温控型充放电控制器相连；所述的蓄电池又与DC/DC升压电路相连；所述的DC/DC升压电路与直流输电线相连；所述的直流输电线接到逆变电路上，对负载供电。

2、根据权利要求1所述的风光互补型移动电源，其特征在于，所述的蓄电池置于专用的保温装置内，其底部和顶部两点装有温度传感器。

3、根据权利要求1所述的风光互补型移动电源，其特征在于，所述的温控电路由加热回路和散热回路组成。

4、根据权利要求1所述的风光互补型移动电源，其特征在于，所述的直流输电线分别与逆变电路1...n相连。